物质的分散状态

物质的分散状态第1页，共80页，2023年，2月20日，星期一第一章物质的状态第一节物质的聚集状态第二节物质的分散状态第2页，共80页，2023年，2月20日，星期一第3页，共80页，2023年，2月20日，星期一第二节物质的分散状态一种或几种物质以微小粒子的形式分散在另外一种物质中所构成的系统称为分散系。被分散的物质叫分散质(分散相)。起分散作用的物质叫分散剂(分散介质)。例如：云，牛奶，珍珠

油水

泥水NaCl溶液分散剂分散质分散系水小油滴水小土粒水Na+和Cl-第4页，共80页，2023年，2月20日，星期一分散系分类1

按分散质或分散剂的聚集状态液液固固气气分散质分散剂9种分散系列举出生活中常见的分散系第5页，共80页，2023年，2月20日，星期一分散剂分散质气气固液液固气液固固气液空气混合气体雾云水气烟灰尘啤酒泡沫浪花汽水牛奶酒精的水溶液石灰浆油漆活性炭焦炭泡沫塑料湿泥土珍珠(包藏着水的碳酸钙)岩石矿物玛瑙有色玻璃合金第6页，共80页，2023年，2月20日，星期一分散系分类2▬按分散质粒子直径大小第7页，共80页，2023年，2月20日，星期一第二节物质的分散状态一溶液二胶体三乳状液第8页，共80页，2023年，2月20日，星期一一溶液1.1溶液的基本概念一种或几种物质以分子、原子或离子状态分散到另一种物质里，形成均一、稳定的分散体系称为溶液。包含溶质和溶剂。在指定的温度下，一种物质在定量溶剂中可溶的最大量，称为该物质的溶解度。在单位体积溶液中所含溶质的量称为该溶质(溶液)的浓度。含溶质浓度低的溶液叫做稀溶液，浓度相对较高的溶液叫做浓溶液。第9页，共80页，2023年，2月20日，星期一当在一种液体溶液中加入过量的溶质(超过溶解度的量)时，纯溶质和已溶解溶质之间会建立起溶解平衡：到达平衡时，纯溶质溶入溶液的速率与已溶溶质从溶液析出的速率相等，此时溶液的浓度便保持恒定不变了。这时溶液称为饱和溶液，溶液的浓度就是该溶质的溶解度。溶质可以根据它们水溶液的导电性分为电解质和非电解质电解质根据导电性能的强弱进一步分为强电解质和弱电解质第10页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.2溶液的浓度表示法物质的量及其单位物质的量：用来衡量微观粒子数量的物理量，符号为n，单位为摩尔（简称摩，符号为mol）。摩尔质量(M):

物质的质量(m)除以该物质的物质的量(n),其单位是kg/mol,常用单位为g/mol。表达式为M=m/n第11页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.2溶液的浓度表示法物质的量浓度单位体积的溶液中溶解的溶质的物质的量式中：c—浓度，单位mol/L

n—溶质的物质的量，单位mol

V—溶液的体积，单位L第12页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.2溶液的浓度表示法质量摩尔浓度单位质量的溶剂中所含溶质的物质的量式中：b—浓度，单位mol/kg

n—溶质的物质的量，单位mol

m—溶剂的质量，单位kg第13页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.2溶液的浓度表示法摩尔分数混合系统中，某组分B的物质的量与混合物（或溶液）总物质的量之比nB—B的物质的量，单位为mol；n—混合物总的物质的量，单位为mol；

—物质B的摩尔分数，量纲为一。第14页，共80页，2023年，2月20日，星期一溶质B的摩尔分数:溶剂A的摩尔分数:

所以对于两组分的溶液系统

对于任一多组分系统：第15页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.2溶液的浓度表示法质量分数混合系统中，某组分B的质量与混合物总质量之比，称为组分B的质量分数。mB—

物质B的质量；m—混合物的质量；

—组分B的质量分数，量纲为一。

第16页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.2溶液的浓度表示法稀释与浓缩如果将一溶液稀释或浓缩，溶液体积变了，浓度也变了，但无论浓度和体积如何变，其中所含溶质的物质的量是不会变的，它将保持恒定，故可得到下式：第17页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.3稀溶液的依数性溶液的性质：1)与溶液中溶质的本性有关溶液的颜色、密度、气味、酸碱性和导电性等；2)仅与溶液中溶质的粒子数目有关——溶液的依数性溶液的蒸气压下降溶液的沸点升高溶液的凝固点降低溶液渗透压的产生溶液的依数性只有在溶液的浓度很稀时才有规律，而且溶液浓度越稀，其依数性的规律性越强。溶液依数性适用范围：难挥发性非电解质的稀溶液。第18页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.3稀溶液的依数性(1)溶液的蒸气压下降溶入少量难挥发性非电解质

将占据一部分溶液的表面p↓

蒸气压：溶液＜纯溶剂第19页，共80页，2023年，2月20日，星期一拉乌尔定律：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压可表示为：式中：p—溶液的蒸气压

p*—纯溶剂的饱和蒸气压

xA—溶剂的摩尔分数

xB—

溶质的摩尔分数对于双组分体系第20页，共80页，2023年，2月20日，星期一a.难挥发

b.非电解质

c.稀溶液拉乌尔定律适用范围适用于葡萄糖、果糖、甘油等非电解质溶液，而不适用于NaCl等电解质溶液。否则必须考虑溶质的蒸气压不须考虑溶质分子对溶剂分子的作用力第21页，共80页，2023年，2月20日，星期一2、判断：将相同质量的葡萄糖和甘油分别溶解在100g水中，则两种溶液的蒸气压相等。X1、判断：将相同物质的量的葡萄糖和果糖分别溶解在100g水中，则两种溶液的蒸气压相同。√习题第22页，共80页，2023年，2月20日，星期一例3

已知293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa，将6.840g蔗糖(C12H22O11)溶于100.0g水中，计算蔗糖溶液的蒸气压和质量摩尔浓度。

蔗糖溶液的蒸汽压为

p=p*xA=

2.338kPa×0.9964=2.330(kPa)蔗糖的摩尔质量为342.0g.mol-1，所以溶液的质量摩尔浓度为：解：第23页，共80页，2023年，2月20日，星期一(2)溶液的沸点升高由于溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压，所以溶液的沸点要高于纯溶剂的沸点。溶剂pT溶液101.325kPa沸点上升示意图△tb—溶液的沸点升高，单位为K或℃b

—溶质的质量摩尔浓度，单位为mol/kgKb—溶剂的沸点升高常数，单位为(K·kg)/mol或(℃·kg)/mol

第24页，共80页，2023年，2月20日，星期一(3)溶液的凝固点降低凝固点：液体的蒸气压等于其固体的蒸气压时系统对应的温度，此时液体的凝固和固体的熔化处于平衡状态。第25页，共80页，2023年，2月20日，星期一△tf：溶液凝固点降低值，单位为K或℃；b：

溶质的质量摩尔浓度，单位为mol/kgKf：溶剂凝固点降低常数

，单位为(K·kg)/mol或(℃·kg)/mol非电解质稀溶液的凝固点降低与溶质的质量摩尔浓度成正比，与溶质本性无关。凝固点下降规律第26页，共80页，2023年，2月20日，星期一1、判断：0.1mol/kg葡萄糖溶液与0.1mol/kg甘油溶液的凝固点降低值和沸点升高值分别相等。Kf≠Kb2、判断：0.1mol/L葡萄糖溶液的凝固点降低值和沸点升高值相等。X习题第27页，共80页，2023年，2月20日，星期一溶液凝固点降低的应用测定溶质的相对分子质量（特别是小分子）凝固点降低法具有灵敏度高、实验误差小、低温测定生物样品不易变性等优点。第28页，共80页，2023年，2月20日，星期一例：从尿中提取出一种中性含氮化合物，将90mg纯品溶解在12g蒸馏水中，所得溶液的凝固点比纯水降低了0.233K，已知水的Kf＝1.86K·kg·mol-1，试计算此化合物的摩尔质量。解：已知该中性含氮化合物的摩尔质量为：第29页，共80页，2023年，2月20日，星期一致冷剂盐和冰的混合物采用NaCl和冰，温度可以降到–22oC，用CaCl2·2H2O和冰，温度可以降到–55oC。溶液凝固点降低的应用抗冻剂甘油或乙二醇的水溶液汽车水箱中加甘油或乙二醇tf↓第30页，共80页，2023年，2月20日，星期一例：用质量相同的下列化合物作为防冻剂，哪一种防冻效果最好？为什么？⑴乙二醇（C2H6O2）⑵甘油（C3H8O3）⑶葡萄糖（C6H12O6）⑷蔗糖（C12H22O11）乙二醇∵MB最小∴质量摩尔浓度最大第31页，共80页，2023年，2月20日，星期一(4)溶液的渗透压渗透(现象)：溶剂分子通过半透膜向溶液中自发扩散的过程。第32页，共80页，2023年，2月20日，星期一天然：动植物细胞膜、动物膀胱膜、肠衣、各种蛋膜、植物根膜。人造：医用透析膜、火棉胶等。半透膜

一种只允许小分子通过而不允许大分子通过的物质(膜)第33页，共80页，2023年，2月20日，星期一渗透现象的产生1.产生条件半透膜浓度差3.

限度：达到渗透平衡2.

方向：纯溶剂→溶液，或是由稀向浓第34页，共80页，2023年，2月20日，星期一0.2mol/L葡萄糖0.1mol/L葡萄糖

判断渗透方向第35页，共80页，2023年，2月20日，星期一

渗透压

一定温度下，为了恰好阻止溶剂渗透而在溶液液面上施加的压力就定义为渗透压，用符号表示。渗透压的单位:Pa或kPa第36页，共80页，2023年，2月20日，星期一

如果被半透膜隔开的是两种不同浓度的溶液，为阻止渗透现象发生，应在较浓溶液上施加一压力，这一压力应是两溶液的渗透压力之差。第37页，共80页，2023年，2月20日，星期一1886年,Van’tHoff提出：对稀溶液来说，渗透压与溶液的浓度和温度成正比，其比例常数就是气体状态方程式中的常数R。渗透压与浓度、温度的关系Van’tHoff荷兰物理化学家1901年获诺贝尔化学奖第38页，共80页，2023年，2月20日，星期一van’tHoff方程式

在一定温度下，溶液的渗透压力与溶液的浓度成正比。即渗透压力与单位体积溶液中所含溶质的数目成正比，而与溶质的本性无关。（与理想气体方程相似）—渗透压，Pa;c—溶质的物质的量浓度,mol/L；R

—摩尔气体常数,8.314J/(mol·K)；b—溶质的质量摩尔浓度,mol/kgn

—溶质的物质的量,mol;(稀溶液)第39页，共80页，2023年，2月20日，星期一(1)

0.25mol·L-1

蛋白质溶液与0.25mol·L-1的淀粉溶液的渗透压相等。习题(2)0.3mol·L-1

葡萄糖溶液的渗透压是0.3mol·L-1的NaCl溶液渗透压的一半。√√第40页，共80页，2023年，2月20日，星期一渗透压公式的应用

对于非电解质稀溶液，可通过测定溶液的渗透压π，间接地测定溶液中溶质的分子量M。尤其适用于测定高分子化合物的摩尔质量。m

为溶质的质量，

为渗透压，M

为溶质的摩尔质量。第41页，共80页，2023年，2月20日，星期一例:

有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质5.18克，已知在298.15K时，溶液的渗透压为413Pa，求此蛋白质的相对分子质量。解：根据公式

V=nRT

即该蛋白质的相对分子质量为30569g/mol。第42页，共80页，2023年，2月20日，星期一渗透压在医学上的意义

等渗、低渗、高渗溶液

相等的两种溶液称为等渗溶液(浓度相等)

相对高的溶液叫做高渗溶液(浓溶液)

相对低的溶液叫做低渗溶液(稀溶液)发生渗透作用时，水从低渗溶液渗入高渗溶液，直到渗透平衡。临床上是以血浆总渗透压为标准来确定溶液是等渗、低渗或者高渗。第43页，共80页，2023年，2月20日，星期一临床上常用的等渗溶液生理盐水渗透浓度为：308mmol.L-10.149mol.L-1碳酸氢钠溶液渗透浓度为：298mmol.L-10.278mol.L-1葡萄糖溶液渗透浓度为：278mmol.L-1第44页，共80页，2023年，2月20日，星期一

将红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中，在显微镜下观察发现：A在生理盐水中B在较浓的NaCl溶液中C在较稀的NaCl溶液中红细胞逐渐皱缩，皱缩的红细胞互相聚结成团。这是因为红细胞内液的渗透压力低于浓NaCl溶液，红细胞内的水向外渗透引起。红细胞的形态没有什么改变，因为生理盐水与红细胞内液的渗透压力相等，细胞内外液处于渗透平衡状态。红细胞逐渐胀大，最后破裂，释放出红细胞内的血红蛋白使溶液染成红色，即溶血。这是因为红细胞内液的渗透压力高于稀NaCl溶液，细胞外的水向细胞内渗透引起。第45页，共80页，2023年，2月20日，星期一

在溶液一侧若是施加的外压大于渗透压力，则溶液中会有更多的溶剂分子通过半透膜进入溶剂一侧，这种使渗透作用逆向进行的过程称为反向渗透。反向渗透海水淡化>30atm第46页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.1溶液的基本概念1.2溶液的浓度表示法物质的量浓度质量摩尔浓度摩尔分数质量分数稀释与浓缩1.3稀溶液的依数性及应用溶液小结第47页，共80页，2023年，2月20日，星期一稀溶液的依数性小结1．蒸气压下降2．沸点上升3．凝固点下降4．渗透压

蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。第48页，共80页，2023年，2月20日，星期一1.4稀溶液的依数性应用分子量的测定制作防冻剂和制冷剂生理盐水的配制海水的淡化—反渗透第49页，共80页，2023年，2月20日，星期一二胶体定义：分散质微粒的直径在1nm-100nm(10-9m~10-7m)之间的分散系。生活中常见的胶体：血液、豆浆、蛋清、胶水、墨水、液状涂料、有色玻璃、淀粉溶液……第50页，共80页，2023年，2月20日，星期一胶体的分类胶体的分类液溶胶气溶胶固溶胶淀粉、豆浆、蓝黑墨水、牛奶、血液、黄河水Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体大气中的飘尘、工厂废气中固体悬物、矿山开采的粉尘、烟、云、雾

.一些纳米材料有色玻璃烟水晶根据胶体中分散剂的状态分类第51页，共80页，2023年，2月20日，星期一烟水晶有色玻璃第52页，共80页，2023年，2月20日，星期一2.1胶体的特性(1)丁达尔效应定义：光线通过胶体，形成“光亮”通路的现象。溶胶透镜光源丁达尔现象应用：鉴别溶液和胶体第53页，共80页，2023年，2月20日，星期一原因：胶粒对光的散射引起的2.1胶体的特性第54页，共80页，2023年，2月20日，星期一2.1胶体的特性(2)布朗运动在超显微镜下观察溶胶，可以看到胶体粒子的发光点在作无休止、无规则的运动，这种现象称为布朗运动。布朗运动产生的原因有两方面：一是溶胶粒子的热运动；二是分散剂分子对胶粒的不均匀的撞击。布朗运动示意图第55页，共80页，2023年，2月20日，星期一2.1胶体的特性(3)溶胶的电学性质Fe(OH)3胶体电动现象：溶胶中分散质和分散剂在外电场作用下发生定向移动现象。电泳：电场作用下，胶粒在分散剂中的定向移动。电渗：将胶粒固定，分散剂在电场作用下的定向移动。原因：胶体微粒具有强吸附性，吸附周围带电离子而带同种电荷；胶粒表面基团的电离作用。第56页，共80页，2023年，2月20日，星期一根据电泳实验判断胶粒带电符号阴极阳极Fe(OH)3胶体Fe(OH)3溶胶向负极运动，说明Fe(OH)3溶胶粒子带正电；分散在水中的黏土粒子向阳极运动，因此黏土粒子带负电。第57页，共80页，2023年，2月20日，星期一重要胶粒带电的一般规律:带正电荷胶粒带负电荷胶粒金属氢氧化物金属氧化物AgI(硝酸银过量)金属硫化物(如Sb2S3)非金属硫化物(如As2S3)非金属氧化物(如SiO2泥沙)硅酸盐(土壤和水泥)AgI（碘化钾过量）淀粉、蛋白质等大分子组成的胶体不带电第58页，共80页，2023年，2月20日，星期一2.2胶团结构胶体的扩散双电层结构

胶核胶粒胶团AgI溶胶KI过量时形成的AgI胶团结构示意图

吸附层扩散层第59页，共80页，2023年，2月20日，星期一例2：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

过量的AgNO3

作稳定剂写出胶团的结构表达式：

[(AgI)m·

nAg+·

(n-x)NO3–]x+·

x

NO3–

|______________________________||_______________________________________|胶核胶粒(带正电)胶团(电中性)第60页，共80页，2023年，2月20日，星期一2.3胶体的稳定性和聚沉胶体稳定存在的原因：布朗运动胶粒带电

胶体的聚沉：

（2）加入电解质例如：三角洲的形成、卤水点豆腐（3）加带相反电荷胶粒的胶体

例如：明矾净水、不同种类的墨水混合使用（1）加热例如：蒸鸡蛋糕或煮鸡蛋第61页，共80页，2023年，2月20日，星期一2.3胶体的稳定性和聚沉第62页，共80页，2023年，2月20日，星期一胶体的定义、分类2.1胶体的特性★丁达尔效应布朗运动溶胶的电学性质2.2胶团结构★2.3胶体的稳定性和聚沉胶体小结第63页，共80页，2023年，2月20日，星期一三乳状液3.1

表面活性物质(剂):溶于水能显著降低水的表面张力极性基团如OH，–COOH，

COO，

NH2，SO3H等，对水的亲和力很强，称为亲水基。非极性基团如脂肪烃基油相R、芳香烃基Ar等，对油的亲和力较强，称为亲油基或疏水基。水相气相或油相表面活性剂的重要应用洗涤作用

第64页，共80页，2023年，2月20日，星期一三乳状液3.2乳状液分散质和分散剂为互不相溶的液体而构成的粗分散系“油/水”(O／W)乳状液“水/油”(W／O)乳状液乳状液不稳定，加入乳化剂才能稳定存在表面活性剂、亲水性高分子化合物、不溶性固体粉末第65页，共80页，2023年，2月20日，星期一作业p33页第四题计算题全做下次上课前交第66页，共80页，2023年，2月20日，星期一第二节物质的分散状态一溶液1.1基本概念1.2溶液的浓度表示法1.3稀溶液的依数性1.4稀溶液的依数性的应用二胶体2.1胶体的特性2.2胶团结构2.3溶胶的稳定性和聚沉2.4胶体的保护三乳状液3.1表面活性物质3.2乳状液第67页，共80页，2023年，2月20日，星期一讨论题：

医生常劝患有高血压的病人“别吃得太咸”，饮食要清淡些，以有利于控制血压。高血压病人长期吃盐越少越好，这种说法对不对？第68页，共80页，2023年，2月20日，星期一第69页，共80页，2023年，2月20日，星期一第70页，共80页，2023年，2月20日，星期一表面活性剂的重要作用洗涤作用

洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。

其中占主要成分的表面活性剂的去污过程可用示意图说明：A.水的表面张力大，对油污润湿性能差，不容易把油污洗掉。第71页，共80页，2023年，2月20日，星期一表面活性剂的重要作用B.加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脱离表面。C.污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除，洁净表面被活性剂分子占领。第72页，共80页，2023年，2月20日，星期一

为什么只有当物质固、液两相蒸气压（p）相等时，它们才能平衡共存？p小

p大因为，否则p大者必向p小者转化。第73页，共80页，2023年，2月20日，星期一俗语“卤水点豆腐，一物降一物”隐含着什么科学道理？查阅资料，寻找豆腐的制作方法，想想它与胶体性质的联系。第74页，共80页，2023年，2月20日，星期一明矾净水：明矾到水中会形成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体吸附水中杂质粒子形成沉淀而达到净水目的。加热时，胶体微粒受热后相互碰撞的机会增多，从而使胶体凝聚成凝胶沉淀析出。如煮鸡蛋为什么豆浆里放入盐卤(MgCl2)或石膏可制成豆腐？为何不用NaCl？稀粥汤中加咸菜有何现象？豆浆里的蛋白质胶体，遇电解质形成凝胶。河流入海处，易形成三角洲的原因？河水中粘土等胶粒，遇海水中电解质而发生凝聚作用，逐渐沉降为三角洲。配制Fe(OH)3胶体时，不可用自来水，而要用蒸馏水？自来水中有电解质，遇电解质形成凝胶。胶体能够使水中的悬浮的固体颗粒凝聚而沉降下来，具有凝聚作用，因此，氢氧化铁胶体可以用来净水。日常生活中我们常用来净水的是KAl(SO4)2·12H2O(十二水硫酸铝钾)，俗称明矾，溶于水可形成Al(OH)3胶体，Al(OH)3具有很好的凝聚作用，是一种良好的净水剂。所有可溶性铝盐都可以作净水剂。第75页，共80页，2023年，2月20日，星期一某胶体遇盐卤(MgCl2)或石膏水易发生凝聚，而遇食盐水或Na2S04溶液不易发生凝聚。下列有关说法中正确的是（）（A）胶粒直径约1nm～100nm（B）遇BaCl2溶液或Fe(OH)3，胶体可发生凝聚（C）胶体胶粒带有正电荷（D）Na+使此胶体凝聚的效果不如Ca2+，Mg2+1．下列分散系最稳定的是（D）

A．悬浊液 B．乳浊液

C．胶体D．溶液2．下列分散系不能发生丁达尔现象的是（C）

A．豆浆

B．牛奶

C．蔗糖溶液D．烟、云、雾3．胶体区别于其它分散系的本质特征是（A）